.电路与电子线路基础(电子线路部分)8章.pptVIP

输入偏置电流ib这个参数说明了，即使“＋”和“－”两端的基流相等，输入失调电流ios为0，仍然有可能引起失调。产生的失调的原因是ib流过输入电路的电阻造成的。如果“＋”和“－”两输入端的外接电阻相等，两个ib所产生的电压降相等，失调可以抵消。但如果“＋”和“－”两端的外接电阻不相等，相差?R，则在输入端产生的失调电压为: 运放工作时的直流偏置 “＋”和“－”两端基流之差，输入失调电流ios这个参数还是比较大的，往往达到输入偏置电流ib的1/8~1/3。由同、反相放大器输出可知，Ios引起的输出电平失调均为 ，折算到输入端，相应的输入失调电压(offset voltage)为 运放工作时的直流偏置 假设差分放大器两侧晶体管的集电流相等，由于工艺的原因，很难保证两个管子的β相等。对大多数运放芯片 举例 为了有数量上的概念，我们以μA741为例，注意，μA741有很多档次，其中级别最高的芯片，ib=80nA，ios=30nA。如果外电路所用电阻R1=100kΩ，则 ，数值较大与输入失调电压?VBE=2mV是同一个数量级。 运放工作时的直流偏置 另一方面，如果差分放大器两只管子的导通电压VBE(ON)不相等，则两个基极电流也不会相等。为使基流相等，输入电压 不得不有差别，这个电压常称为输入失调电压Vos，上图表示输入失调电压在等效电路中的位置。下表是常用运放的输入失调电压Vos的典型值和最大值。 μA741 LM301A LM308A LF356 TL071 RC4558 OP07 Vos(典型，mV) 2 2 0.3 3 3 0.5 0.03 Vos(最大，mV) 6 7.5 2 10 10 6 0.075 “＋”“－”输入端电阻不等由输入偏置电流ib引起的失调电压分量； 由输入失调电流ios引起的失调电压分量； 输入失调电压。 尽管这三个分量也许有不同极性，有可能对消，但从电路设计者的角度来看，这种对消是很难利用的。因为ib、ios、vos这三个参数误差很大，即使是同一型号，同一档次仍有较大误差，所以要想对消是不可能的。设计者只能考虑最坏情况——三个失调分量均呈最大值，且全部相加，输入失调电压为 将上式乘以运放闭环增益，即得输出失调电压。 三种失调电压 运放工作时的直流偏置 这里也可以说明，不加负反馈的运放是无法使用的。譬如，?A741的输入失调电压Vos=2mV，开环增益达106dB(2×105倍)。相应的输出电平失调为kvos=2×105×2×10-3=400V。可见，仅仅vos一项失调分量已使输出电平失调远远超过电源电压±15V，运放不是截止就是饱和，这就是运放不能开环应用的有一个原因，开环增益实在太大，输入端略有失调，输出电平就“出轨”。 运放工作时的直流偏置 为了克服失调，通常采用失调调整电路，许多运放芯片均提供失调调整引脚。譬如， ? A741由引脚1、5外接失调调整电路，用负电源。如右图所示。失调调整机理是在差分放大器有源负载处，改变电流源的发射极电 阻间的平衡从而调整差分放大器两侧晶体管的集流。如上图所示，电位器通常用10kΩ，其值是由芯片制造厂建议的。 运放工作时的直流偏置 图(a)是LF356的失调调整电路，25kΩ电位器仍接在1、5之间，但是，加正电源。1、5引脚所分到的正电压分别加到两个P沟道场效应管的源极，以调整结型场效应管差分放大器两侧的电流。见图(b) (a) (b) 运放工作时的直流偏置 图(a)是TL071的失调调整电路。电位器用100kΩ串联1.5kΩ隔离后，加负电源。失调调整机理是同?A741一样。改变有源负载电源中的发射极电阻，从而调整差分放大器两侧场效应管的电流。如图(b)所示。然而需要注意，TL071和TL081的失调调整机理是不同于TL080和TL070的。这是因为TL070和TL080的失调调整引脚是与相位补偿兼用的。 (a) (b) 运放工作时的直流偏置 右图是LM318的失调调整电路。电位器为200kΩ，加正电源。失调调整机理与?A741、TL07X、LF356等都不同。该电位器将直接改变差分放大器两侧晶体管的负载，从而调整两管电流。 运放工作时的直流偏置 必须指出，有些运放芯片，特别是双运放和四运放，由于封装时无法为每个运放设立一对失调调整用的引脚，故根本不提供失调调整引脚，比如，RC4558、LM324、TL072、TL074、TL082、TL084等等。怎样正确使用这类运放？怎样调整失调电压成为一个必须解决的问题。 下面提供了一些不用失调调整端点的失调调整方法。 右图反相放大器，增益为-30